城市电力规划负荷预测分析.pdf

与 建 材装 饰2014 年 8 月 城市电力规划负荷预测分析 许 姣 （中机中联工程有限公司重庆400039） 摘要： 城市电力负荷预测的准确性在很大程度上决定了城市电网建设的合理性， 进而影响城市经济的发展。本文主 要对城市电力规划基础资料的收集以及电力负荷预测方法进行了分析， 其后就实际案例做了探讨， 为城市电力负荷预测 开展提供指导。 关键词： 城市电力规划； 基础资料； 负荷预测 中图分类号： TM715文献标识码： B 文章编号： 1673-0038 （2014） 35-0007-02 引 言 当前， 随着我国社会经济的快速发展， 城市建设规模也在不 断地扩大， 电网也随之加快了升级改造的步伐。其中， 城市电力 负荷的预测是一个重要的工作环节，其预测的准确与否直接影 响到城市电网建设质量以及城市的发展。因此， 如何科学合理地 进行城市电力负荷预测是相关工作者必须要研究的重点问题。 1 城市电力规划基础资料的收集 对于城市的电力规划而言， 其对于待规划城市的供电基础资 料的整理具有十分重要的意义， 只有做好此工作， 才能全面掌握 待规划城市的供电现状， 保证负荷预测的准确性。电力规划基础 资料主要包括以下内容： （1） 近十年以来的待规划城市的电力需求历史资料的分析。 （2） 近五年以来的待规划城市用电分类统计表， 主要可以分 为市政、 商业、 工业以及民用等。 （3） 近五年以来的城市供 （用） 电量的统计表， 主要涵盖了五 年以来城市每年供、 用电量、 线路的损耗情况以及最大负荷。 （4） 待规划城市的电网电气主结线系统图。 （5） 待规划城市的电网地理结线图， 值得注意的是， 应在城市 的现状地形图当中明确地标注上 35kV 以上变电站位置及其输 电线路的电压等级和地理走向。 （6） 待规划城市的供电部门对于电网发展规划的构思， 以及 未来一段时间内的负荷预测资料。 2 电力负荷预测方法 2.1 总量负荷预测方法 2.1.1 比例系数增长法 该方法主要是假设城市后期的电力增长率与前期相同， 然后 利用历史数据将比例系数求出，在按照该比例预测出未来的电 力发展。 2.1.2 弹性系数法 该方法主要是先求出过去的用电量以及国民生产总值的平 局增长率 Ky、 Kx， 然后求出电力的弹性系数 E=Ky/Kx， 按照某种办 法预测出未来 m 年弹性系数 E忆和国民生产总值增长率 Kx忆， 则可 以求出电力需求的增长率 Ey忆，最终能够根据比例系数增长预测 法求得第 m 年用电量。 2.1.3 回归模型预测法 该方法主要是依据过去负荷历史资料， 建立一个能够进行数 学分析的数学模型， 从而预测未来负荷。从数学的角度而言， 该 方法使用的即为数理统计当中的回归分析法，通过对变量观测 数据的统计分析， 确定变量相互关系， 最终实现预测目的。 2.1.4 灰色理论法 该方法主要是对一定的幅值范围以及时区内变化的灰色量 进行数据处理，从而找出相比于原始数据而言具有更强的变化 规律的数据数列， 从而建立一定的数学模型进行电力预测。 2.1.5 指数平滑 （线性模型） 法 该方法是一种时间序列分析方法， 其拟合值或是预测值都是 对历史数据进行计算后求出的加权平均值， 其中， 近期数据的权 重较大， 远期的权重较小， 这也就使得对接近当前时间段的数据 拟合得比较精确。 2.1.6 相关分析法 （单元、 多元线性回归模型） 该方法的模型方程如下所示： Y=a+bX+着 式中： X相关量； Y预测量； a、 b回归系数； 着随机误差。 单元线性回归法主要是依据相关量以及预测量的观测数据， 将相关量和预测量作为已知数，去求出合理的回归系数 a、 b 的 值， 求出回归方程。利用回归方程， 将 a、 b 作为已知数， 依据相关 量未来的变化计算出预测量的值。而多元回归和单元回归的区 别则是在于 a、 b、 x、 y 均为矩阵， 即存在多个相关量。 2.2 空间电力负荷预测 2.2.1 功能小区的划分 按照城市的总体规划， 并结合负荷特性把城市划分为诸多个 功能小区。通常包括以下几种： 纯工业区、 纯商贸区、 普通居民、 住宅区、 高档居民住宅区、 工业住区、 商住区、 仓储区、 机关区、 学 校区、 娱乐区、 绿地、 公园等。每种功能小区对应不同的用地性质 划分， 为了方便统计负荷， 各功能小区可以参考中压配电变压器 的供电区域进行划分。 2.2.2 负荷密度指标的选择 利用空间负荷预测方法进行负荷预测， 要确定每一类负荷的 用电负荷密度参考指标。值得注意的是， 应对经过充分发展的同 类型负荷的负荷密度情况进行详细的调查，从而确保负荷密度 指标可以准确地反应未来发展的情况。 规划与设计 7 与 建 材装 饰2014 年 8 月 2.2.3 需用系数选择 需用系数为经验值， 现有的相关规范以及设计手册中对于居 住区需用系数的选取为 0.350.4， 对公用场所需用系数的选取为 0.60.8。 3 城市电力负荷预测实例分析 3.1 电力负荷预测流程 （1） 依照远景规划中的用地性质将规划区分割成为不同地块， 其次为每一块地块设定一定的负荷密度指标，利用负荷密度指 标方法对规划区远景负荷的分布情况进行预测。最后， 通过远景 负荷分布以及用地分类， 得出远景行业电力负荷的预测值， 并且 考虑同时率， 把远景各行业的电力负荷进行累加， 得出远景总电 力负荷的预测值。 （2） 利用多个负荷模型， 将远景电力负荷当作目标值， 依据历 史电力负荷数据预测出中间年电力负荷值。其后， 利用中间年用 地规划预测出中间年负荷分布情况。 （3） 根据上述步骤所得成果和历史负荷数据， 采用指数平滑 （线性模型） 法， 拟合得到近期各年电力负荷数据， 同时利用近期 用地规划预测出近期负荷分布情况。 3.2 实例分析 下文主要以某市工业园电力专项规划为例， 对其电力负荷进 行了预测。改规划区面积为 18.35km2， 主要包含了村庄、 街道以 及一些乡镇企业， 人口约为 1.36 万。 改规划区内各建设用地指标 的分布情况如表 1 所示。 不同地区建筑用电指标相差较大， 本次规划负荷指标主要参 照长三角地区各类性质的建筑用地指标情况，以及浙江省各地 类似工业园的负荷密度， 结合本规划区的实际情况， 最终确定本次 规划采用的各类用地的负荷密度、 需用系数、 容积率指标如表2 所 示。 根据规划区用地划分 （表 1） 及负荷指标 （表 2） ， 该工业园负 荷预测结果见表 3。 按空间负荷密度法计算， 该工业园远景饱和年的负荷预测总 量高方案为 314.33MW， 中方案为 270.53MW， 低方案为226.74MW。 中方案采取的相关指标值更符合实际，因此中方案的预测结果 更合理。 4 结 语 综上所述， 在城市的发展过程中， 电网的建设占据了十分重 要的地位，这也就使得城市电力负荷预测成为了城市规划中的 一个重要组成部分。在进行电网规划负荷预测时， 必须要与当地 实际情况相结合， 具体选择合理的负荷预测法， 保证预测结果的 精确度， 从而有效控制城市电网规划， 实现我国电力事业与城市 健康、 稳定发展。 参考文献 1王金行， 于强强， 赵生传， 刘远龙， 龚文杰， 李文升， 于大洋.基于趋势信 息的电力系统负荷预测J.山东电力技术， 2012 （03） ： 1617. 2王 颖， 术 茜， 黄镇坤.基于统计分析与动态神经网络的短期负荷预测 J.天津电力技术， 2012 （02） ： 2324. 3安 文， 窦全胜.多主体协同电力负荷预测模型J.计算机工程与应用， 2012 （17） ： 1415. 4李世辉， 李华东.浅谈电力负荷预测J.价值工程， 2012 （15） ： 3940. 收稿日期： 2014-8-12 作者简介： 许 姣 （1982-） ， 女， 工程师， 本科， 主要从事电气工程设 计方面的工作。 用地性质用地代号合计 （km2） 一类工业用地M14.42 二类工业用地M23.35 二类居住用地R23.05 行政办公用地C10.08 商业金融用地C20.61 文化娱乐用地C30.31 体育用地C40.26 医疗卫生用地C50.08 教育科研用地C60.10 居住公共设施用地C90.00 城市绿地G0.00 道路广场用地S6.29 合计-18.35 表 1 规划区域建设用地指标分布情况表 用地性质用地代号容积率 需用负荷指标 需用 系数 低方案中方案高方案 一类工业用地M11.42530350.5 二类工业用地M21.23035400.5 二类居住用地R222025300.3 行政办公用地C124045500.5 商业金融用地C225055600.5 文化娱乐用地C324045500.5 体育用地C41.21520250.5 医疗卫生用地C523035400.5 教育科研用地C622025300.5 居住公共设施用地C923035400.5 城市绿地G10.511.51 道路广场用地S10.511.51 表 2 规划区域负荷密度、 需用系数取值 用地性质 负荷预测 高方案 （MW）中方案 （MW）低方案 （MW） 一类工业用地103.3988.6272.85 二类工业用地80.470.3560.3 二